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Transcript
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TUTORIAL SOBRE CIRCUITOS TRIFASICOS
WILLIAM RIVAS )/
FERNANDO SANDOVAL G.
Proyecto de grado presentado
como requisito para optar el
titulo de Ingeniero Eléctrico
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CAL!
CORPORACION UNIVERSITARIA DE OCCIDENTE
DIVJSION DE INGENIERIA
PROGRAMA DE IN6ENIERIA ELECTR!CA , ~.' 1"1"",-
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S2- ' I
Nota de Aceptación
Aprobado por el Comité de Trabajo de grado en cumplimiento de los requisitos exigidos por la Corporación Universitaria Autónoma de Occidente para optar al titulo de Ingeniero Electricista.
Presidente del Jurado
Jurado
Cali, Octubre 22 de 1991
II
DEDICATORIA
A Jehova que sin su bendición no habría podido llevar a
cabo este proyecto.
William
I1I
DEDICATORIA
A mi Madre
y a todas aquellas personas que de alguna forma
colaboraron en la ejecución de este proyecto.
Fernando
IV
TABLA DE CONTENIDO
" I,~,
Página j
") {\.!
~ lo INTRODUCCION 2
2. PROBLEMA 5
~~ '\ 2.1. ANTECEDENTES 5
" ~', 2.2. SITUACION ACTUAL 6
2.3. FORMULACION 7 ::. ,
2.4. DELIMITACION 7
,.."
2.4.1 Delimitación del Contenido 8
2.5. OBJETIVOS 10 -- '" \
" '" 2.5.1. Generales 10 ."
" í~ "',J 2.5.2 Especificos 10
, " ,
el 3. I"IARCO DE REFE:RENC 1 A II
3.1. TEORICO 11
3.1.1 Con respecto al Software 1:;
Página
3.1.2 C.A. (Computer Assisted Instruction) 14
3.1.3. Desarrollo del Courseware 15
3.1.4 Desarrollo de Aptitudes 16
3.1.5 Lenguajes de Programaci6n usados para
desarrollar el courseware 17
3.1.6 Pilot (Programing Inquinsing Learning or
Teaching) 19
3.1.7 Pasos fundamentales para la creaci6n,
edici6n y ejecuci6n de un programa en
Piloto 21
3.1.8 Creaci6n de imágenes o gráficas 21
3.1.9 Trabajo en Pilot 22
3.1.10 Sistema Operativo (D.O.S) 22
3.1.11 Editor de Lecciones EZ y EZ40 22
3.1.12 Editor de Sprites (S.E.) 23
3.1.13 Editor de Gráficas (GIE) 23
3.1.14 Interpretador de Lecciones en Pilot ( PI ) 24
3.2. MARCO DE REFERENCIA LEGAL 25
3.3. MARCO DE REFERENCIA CONCEPTUAL 26
3.3.1 Enfoque Algoritmico de la Informática
Educativa 28
3.3.2 Enfoque Euristico de la Educación
Educativa
3.3.1.1 Estructura Lógica del Enfoque
Algorítmico
3.3.2.2 Estructura Lógica del enfoque
Heurístico
4.
4.1.
METODOLOGIA
PROCEDIMIENTO
4.2 ANALISIS DE RESULTADOS Y EXPECTATIVAS
DE CONCLUSIONES
5.
5.1.
5.2.
6.
6.l.
6.1. lo
6.1.1..1
6.1.1.2
6.1.2
6.1.2.1
RECURSOS
HUMANOS
MATERIALES
DISEf,m INSTRUCCIONAL
DESCRIPCION PRELIMINAR
SOFTWARE EDUCATIVO
Análisis 1 nstrLlcciona 1
Meta InstruccionC:\l
Población de Usuarios
Análisis del contenido
tratar
Descr'ipcióll '/ SeCL\E:!ncia
DEL DISEf,m DE
de tema a
de conceptos
Página
29
32
33
33
34
36
36
37
38
38
38
38
38
39
39
6.1.2.2 Diagrama de flujo del software
6.1.2.3 Meta Pedag6gica
6.1.2.4 Objetivos Generales
Página
40
47
47
6.1.2.5 Objetivos Especificos 47
6.3.1. Selecci6n y uso del tipo de Software 47
6.1.3.2.Evaluaci6n del Aprendizaje
'sl.3.3.Documentaci6n de Subm6dulos
6.1.3.4 Diseño de Pantallas
7. DISEÑO DE MATERIALES DE APOYO
7.1. GUIA DEL ALUMNO
7.2 GUIA DEL TUTOR
8. CONCLUSIONES Y/O RECOMENDACIONES
GLOSARIO
BIBLIOGRAFIA
48
49
4~
53
53
53
55
58
61
RESUMEN
Este software educativo sobre "Circuitos Trifásicos" es un
proyecto de grado presentado por Fernando Sandoval y
William Rivas para poder optar el titulo como Ingenieros
Electricistas.
Motivados por el ambiente pedagógico-informático en el que
nos desenvolvemos hoy en dia y la gran difusión de las
computadoras en los procesos educativos actuales, se ha
sentido la necesidad en "La Corporación Universitaria
Autónoma de Occidente" de incursionar en los software
educativos buscando de esta manera, otros puntos de apoyo a
los profesores en el logro de sus objetivos como
educadores.
También, el estudiante obtendrá beneficios pues de ~ste
modo se motivar-á al usuario de incursionar en la
informática si no lo ha hecho 2.n tes y pr-incipalmente
contará con una ayuda c:omputarizada, en forma de programa
tL\tor para la materia de "Cir-cuitos Tr'ifásicos" .. ~:~""\IO!~~""
~ : Ld ... rc.\rlc\-{ ,'.'
IX
LISTA DE FIGURAS
Página
FIGURA lo ESTRUCTURA DE FUNCIONAMIENTO DEL 24 F'ILOT
FIGURA 2. ESTRUCTURA LOGICA DEL ENFOQUE 29 ALGORITMICO
FIGURA ":!" ESTRUCTURA LOGICA DEL ENFOQUE 32 '-' . HERISTICO
x
1. INTRODUCCION
La introducción de la tecnología informática en el sector
educativo puede afectar potencialmente todos los aspectos
de la educación~ desde la organización de una institución
educativa y el papel de los diferentes medios de
instrucción~ hasta la relación profesor-alumno en el
proceso de enseñanza-aprendizaje.
En un s1stema educacional intervienen muchos elementos y
la introducción del computador no es simplemente añadir
uno mas.
El hecho de tener acceso a la tecnología computacional~
no implica~ sin embargo que ésta deba usarse y mucho
menos de modo indiscriminado.
Para evitar esto. cabe preguntarse ¿Qué funciones vale la
2
pena apoya~ con el computado~? y ¿de qué mane~a pueden
apoya~se? y ¿como se va a enseña~?
En p~ime~ luga~~ la utilización del computado~ en los
dife~entes componentes de la sociedad está c~eando una
cla~a necesidad de alfabetiza~ computacionalmente a las
gene~aciones
p~egunta~se :
p~esentes y futu~as~ pe~o es bueno
¿Qué técnicas son las más óptimas? ¿como debe diseña~se
el ambiente de ap~endizaje teniendo en cuenta este nuevo
medio? ¿Qué funciones conviene que apoye el computado~
como medio de apoyo al p~oceso enseñanza-ap~endizaje?
¿Cual debe se~ el papel del docente en el p~oceso de
enseñanza? ¿Como afecta esta nueva tecnologia la ~elación
p~ofeso~-alumno? ¿Qué tipos de habilidades es deseable
desa~~olla~ en estudiantes que van a vivi~ una era
completamente info~matizada? y ¿Cual es la mejo~ fo~ma de
evalua~ estas habilidades?
En este p~oyecto se p~opone da~ solución a la mayor parte
de estos inte~rogantes con la ~ealización de una softwa~e
3
educativo en la materia de "Circuitos Trifásicos"
apoyados en un lenguaje de programación o lenguaje de
autor especializado en este tipo de menesteres, EL PILOT.
Una de las caracteristicas más importantes de este
lenguaje es la facilidad de comprensión por parte de las
personas que poseen principios elementales de
programación, la simplicidad de formato de instrucciones
y su utilización que se
entrenamiento.
logra con solo un minimo de
Además el pilot puede presentar una lección con toda
clase de ayudas educativas como :
Animación
Graficación
Interacción
Sonidos
Color
Evaluación
Archivo para nota final
A pesar de todo esto el educador continúa siendo el
4
responsable del curso pues de ninguna manera hasta el
momento ni este software educativo ni ning~n otro que se
conozca podrá desplazarlo.
.-"
2. PROBLEMA
2.1. ANTECEDENTE.
Con este proyecto se pretende satisfacer una necesidad de
resolver algunas dificultades en torno al aprendizaje.
Se parte del planteamiento de un problema~ surgido a raiz
del conocimiento empirico que poseen los profesores
acerca de las dificultades que tienen los alumnos para la
aprensión de "X" tema~ qLle en nLlestro caso seria "Los
circuitos trifásicos".
Los profesores saben por experiencia~ que existen
dificultades en el aprendizaje. Usualmente en los
antecedentes del problema los profesores van a
docLlmen tarse en los archivos académicos de años
anteriores~ en el bimestre en el cual ellos enseñan el
tema.
Este seria solo un punto de referencia~ de los cuales
existe un sinnúmero. Bien~ este seria el punto de
partida.
6
Una vez estudiado el mundo de las nuevas tecnologias de
información, se cree que esta forma de hacer que el
alumno domine más facilmente un concepto, un conocimiento
y luego lo aplique. Por tanto se crea una "NLleva forma"
un "nLlevo Método" para la enseñanza del tema, en el cual
el alumno es amo de su propio ritmo, es dueño de SLI
micromundo, se autoevalúa, se da cuenta de sus errores y
los corrige y algo que es muy
todo tipo de presiones.
importante, está libre de
Teniendo en cLlenta lo anterior, se producen
fundamentalmente un material apoyado en el computador y
una serie de materiales complementarios para el alumno y
el profesor.
2.2. SITUACION ACTUAL
Hasta el momento se ha contado con la ayuda de medios
escritos y audiovisuales para la enseñanza que por mas
que se quiera son formas muy pasivas y tradicionales.
También anterior a este proyecto existen otros que han
servido de base al software educativo sobre "Circuitos
Trifásicos" para ir lo mejorando en cuanto a calidad y
pedagogía para de esta forma poder llegar con más
facilidad al usuario.
7
2.3 FORMULACION
La necesidad de desarrollar en forma integral al alumnado
motivó a profesores y directivos de la Universidad
Autónoma de Occidente a preocuparse por estudiar los
avances de la ciencia~ asi como en las nuevas tecnologias
edLlcatvas~ sus ventajas y limitaciones~ de modo qLle
pudieren convertirse en elementos innovadores de las
diversas disciplinas~ enriqueciendo su calidad docente y
administrativa para favorecer el desarrollo de
enseñanza - aprendizaje.
De esta manera se ha recurrido a materiales educativos
apoyados en el computador que rompen con los esquemas
tradicionales de enseñanza~ en los cuales el
sido un elemento pasivo dentro del proceso.
alumno ha
Con estos
nuevos materiales educativos computarizados (MEC) se
trata~ ante todo~ de complementar lo que con otros medios
y materiales de enseñanza
es dificil de lograr.
2.4 DELIMITACION
aprendizaje no es posible o
Se ofrece a la comunidad educativa un instrumento de
enseñanza aprendizaje que le brinde al profesor la
oportunidad de ejercer un papel de asesor y guia en el
8
aprendizaje del alumno.
La población de usuarios para la cual ha sido creado el
cOLlrseware sobre "Los CircLIi tos Trifásicos" está
conformada por estudiantes de Ingeniería Eléctrica de
semestre que hayan cursado las materias de :
a) Cálculo 1 ~ 1 1
b) Física 1 ~ 11, 111
c) Algebra Lineal
d) Análisis Vectorial
e) Circuitos Eléctricos 1
También puede ser utilizado por alumnos de grados
superiores como material de ayuda para repasar el tema.
2.4.1. Delimitación del Contenido
Al COL\rSeWare sobre "Circ:ui tos Tri fásicos" siguiendo una
secuencia lógica de conceptos de acuerdo al seguimiento
que le da el profesor en la clase~ se le dió el siguiente
orden :
a) Cargas < balanc:eadas
b) Cargas no balanc:eadas
Conexión de c:argas <
In t rod Ll c: c: i ón
Tensión y c:orriente
Cálc:ulo de tensión y c:orriente
Potenc:ia
en estrella Calc:ulo de potenc:ia
Conexión de c:argas <
en triangulo
Introduc:c:ión
Ejemplos
Evaluac:ión
Introduc:c:ión
Tensión y Corriente
Calc:ulo de tensión y c:orriente
Potenc:ia
Calc:ulo de potenc:ia
Ejemplos
EvalLlac:ion
Cargas en triángulo
Cargas en estrella (4 conduc:tores)
< Cargas en estrella (3 c:onduc:tores)
Potencia trifásic:a
Ej el-ei c:ios
Eva 1 Llac:ión
" <l • ........... /f", '¡''1ifl '
c) Definición de conceptos
2.5 OBJETIVOS
2.5.1 Generales
10
Emprender una labor educativa desde una dimensió no
tradicional en la cual el alumno sea el responsable del
avance de sus procesos de aprendizaje.
Motivar al alumno~ no solo como ususario activo en el
manejo del computador~
informática en general.
sino para que se inicie en la
2.5.2 Especificos
Facilitarle al estudiante una ayuda didáctica más sobre
"Los Circuitos Trifásicos".
Enseñar al estudiante como calcular voltajes~
corrientes y potencias para circuitos balanceados o
desbalanceados en cargas trifásicas conectadas en
estrella o en triángulo.
11
3. MARCO DE REFERENCIA
3.1. TEORICO
Con respecto a la materia "Circuitos Trifásicos" a
continuación se dan en forma más detallada los tópicos
que se tuvo en cuenta para hacer el
sobre circuitos trifásicos.
sofware educativo
A. Diferenciar circuitos con cargas equilibradas de
circuitos con cargas desequilibradas.
1.5 Explicar el principio de la generación con ayuda de
gráficos y fasores.
A. Definir el concepto de cargas conectadas en estrella.
B. A través de ejemplos explicar el concepto de voltaje
y corriente trifásica en cargas conectadas en
estrella.
c. A través de ejemplos explicar el concepto de potencia
trifásica en cargas conectadas en estrella.
D. Afianzar conceptos por medio de ejemplos y
eva 1 L:aciones.
1.4 Voltaje~ corriente y potencia en cargas conectadas
en estrella.
A. Definición de conceptos de cargas conectadas en
delta.
12
B. A través de ejemplos explicar el concepto de voltaje
y corriente trifásica en cargas conectadas en delta.
C. Definir el concepto de potencia trifásica de cargas
conectadas en delta.
1.3 Calcular el voltaje~ corriente y potencia trifásica
en cargas conectadas en delta.
A. Definición de conceptos
B. Explicación del método para pasar de cargas
conectadas en estrella.
C. Explicación de cuando es necesario pasar de un
sistema a otro.
1.2 Circuitos con cargas conectadas en delta y estrella
equivalentes.
A. Definición de conceptos (Definir el concepto de
cargas desequilibradas).
B. Manejar los conceptos de voltaje y corriente
trifásica en circuitos conectados en delta o
estrella para sistemas desequilibrados.
C. Manejar el conceptode potencia trifásica.
D. Afianzar conceptos con actividades de sobre
aprendizaje (ejercicios y evaluaciones).
13
1 • 1 • Calcular voltajes, corrientes y potencias trifásicas
conectadas en delta o estrella para sistemas
balanceados o desbalanceados.
3.1.1 Con respecto al Software
Es muy importante observar que desde unos pocos a~os
atrás el uso de las computadoras en los colegios y
universidades se han venido incrementando a grandes
pasos.
Desafortunadamente, mientras este crecimiento y
aceptación de la computadora se da, los materiales de
instrucción (lenguajes) que hacen efectivo el uso de la
computadora no crece al mismo ritmo pero una respuesta a
esto en este momento es el uso de un lenguaj~ autor
(autoría se puede definir coma todas las actividades que
tengan como fin desarrollar materiales de ense~anza por
computador, incluido su planeación y archivo), de facil
manejo que de buena calidad y de manera relativamente
14
sencilla~ que difiera del LISO de los lenguajes de alto
nivel como el basic~ pascal o C.~ cuyo manejo requiere el
empleo de muchos comandos y de sintaxis compleja debido a
su aplicaci6n de uso general.
E>:isten muchos lenguajes de autor en el mercado pero se
ha seleccionado el PILOT gracias a su universalidad~
flexibilidad y versatilidad para hacer este software
educativo sobre "Circuitos Trifásicos".
El lenguaje pilot está dise~ado para escribir programas
educativos~ generalmente llamados lecciones que ofrecen
al estudiante tutorias~ prácticas y evaluaci6n.
Las lecciones por computador pueden ser escritas en un
lenguaje de programaci6n que permita la interacci6n
(diálogo entre Llsuario y computador)~ siendo este
fLlndamen ta 1 en la elaboraci6n de un tutorial lo cual se
dificulta mucho con los lenguajes tradicionales 10 que no
sucede con el pilot y además es fácil de aprender.
3.1.2 C.A.l. (Computer Assisted lnstruction)
Es el acr6nimo de instrucci6n apoyada por computador y se
basa en un modelo de aprendizaje que se propuso en a~os
anteriores, para
computador.
15
la enseñanza de las matemáticas por
A nivel educativo las aplicaciones son llamadas "Software
Educativo" y son programas qLle permi ten cLlmpl ir o apoyar
funciones educativas, es decir se trata de instrucción
apoyada por compLI tador (C.A.!.) • A todos estos
materiales educativos computarizados (MEC) , que son
aplicaciones que apoyan directamente el proceso de
enseñanza aprendizaje, se les denomina en inglés
"CoLlrseware" , una traducción de esta palabra seria
Tudas las cosas relacionadas con la preparación de las
clases de un curso, para aplicarse a la computadora o
soporte lógico para los cursos.
El courseware aumenta la calidad de alguna educación
especialmente en áreas que requieren memorización y
también la de reducir costos de educación.
3.1.3 Desarrollo del Courseware
El desarrollo del cOLlrseware efectivo demanda,
normalmente, esfLlerzo combinado de una variedad de
talentos y habilidades diferentes. El nivel de
desarrollo (y el número de personas empleadu en este
esfuerzo) debe estar relacionado con
hacer con el courseware.
16
lo que se pretende
A continuaci6n se describen las habilidades necesarias,
los procesos y los criterios de evaluaci6n para el
desarrollo de un excelente courseware.
3.1.4 Desarrollo de aptitudes
El desarrollo de un verdadero courseware efectivo,
incluye los siguientes conocimientos y/o aptitudes.
a) Un conocedor de la materia
b) Un pedagogo, como se debe de enseAar la materia
c) Un programador/courseware
d) Alguien que escriba/editar
e) Un diseAador de
con experiencia en
video).
gráficas
el uso de
preferentemente
la computadora o del
Además de este grupo de personas, se debe tener capacidad
para escribir programas que encuentren objetivos
educacionales y estéticos.
Si se cuenta con este equipo de personas, nes damos
cuenta que cada una de las habilidades anteriores se hace
importante durante el desarrollo del proyecto. No es
17
necesario para ningún miembro del equipo ser un experto
con la computadora; para su programador solo es necesario
ser capaz de encontrar sus objetivos.
Con todo esto y un lenguaje creador que proporcione la
suficiente experiencia para que todos los miembros del
equipo puedan comunicar efectivamente lo relacionado con
el diseño de la lección.
3.1.5 Lenguajes de programa usados para desarrollar el
Courseware.
El Courseware es un tipo especial de programación y por
eso se puede escribir usando diferentes lenguajes y
sistemas de programación. Generalmente se pLlede
clasificar a estos lenguajes/sistemas en tres áreas
Lenguajes de propósito general, lenguajes creadores y
sistemas creadores.
Un lenguaje de propósito general, como el Basic, el
pascal y el C. , está diseñado para mLll tiples
aplicaciones; en general no contiene rasgos que los hagan
particularmente útiles para escribir materiales de
instrucción. Además, como estos lenguajes están
dise~ados para programadDres y para muchas actividades de
programación no son fáciles de aprender por el novicio.
18
Un lenguaje creador en un lenguaje de programación
diseRado especialmente para usarse en el desarrollo de
materiales de instrucción
actividades de courseware~
computarizados. Asi~
tales como análisis de
respuesta~ control del estudiante~ retroalimentación~
presentación efectiva de pantalla y puntaje~ se escriben
más facilmente. Un lenguaje creador usa~ por lo general~
menos instrucciones que un lenguaje de propósito general,
para realizar la misma tarea y las instrucciones son mas
significativas para los autores de courseware.
Un lenguaje creador es más fácil de aprender y de usar
que uno de propósito general.
Un sistema creador es un conjunto de programas que se han
diseRado para proveer al autor de coruseware de la
habilidad de escribir lecciones con muy poco conocimiento
de programación. Un sistema creador presenta menús,
apuntadores y preguntas para el autor y luego construye
las lecciones basadas en estas respuestas. Por lo tanto
Ltn sistema creador frecuentemente es mas fácil
aprender y de usar. Sin embargo tal sistema no
de
le
proporciona al autor la flexibilidad u oportunidad de la
creatividad que la mayoría de los desarrolladores
quieren~ una vez que se han familiarizado, con las
19
aptitudes básicas de los materiales de instrucciÓn basada
en la computadora.
En este courseware sobre "Circuitos Trifásicos" se ha
utilizado un lenguaje creador llamado Piloto
Este proporciona fle:dbilidad y facilidad de uso
necesario para desarrollar este tipo de tutoriales. Una
ventaja del Pilot es que se ha escrito para trabajar en
muchas máquinas no compatibles~ asi~ una vez que se haya
aprendido el conjunto básico de las instrucciones Pilot~
SLlS conocimientos y sus lecciones son facilmente
aplicables a máquinas diferentes.
3.1.6 Pilot (Programing inquinsing learning or teaching)
Programación que brinda el aprendizaje o la enseAanza.
Es un lenguaje autor que permite escribir material
instrucccional en computadoras personales (pe).
Este lenguaje fué diseAado básicamente para ayudar al
educador en el dificil proceso de la enseAanza
aprendizaje (E-A) . El primer pilot fué diseAado por el
Doctor A. Starkwather de la Universidad de California
hacia el aAo de 1968. Sin embargQ~ solo hasta 1978 se
r--:'¡ í ; ~
. "
• j
20
implementó.
Hoy en día el lenguaje ha recibido varias reformas y
versiones como el PC Pilot para computadoras I.B.M., y el
Superpilot para computadoras Apple.
Una de las' características más importantes del lenguaje
es la facilidad de comprensión por parte de las personas
que poseen principios elementales de programación~ la
simplicidad del formato
estructura conversacional
preparar un programa así
mínimo entrenamiento.
de instrucciones~ e.si como
del sistema que hace fácil
como utilizarlo solo con un
Pilot puede presentar una lección con diferentes clases
de ayudas educativas como :
Animación
Graficación
Sonidos
Interacción
Evaluación
Color
Así como también se puede crear un archivo que guarde la
21
copia de la información tecleada por el estudiante para
después calificarlo.
Un programa Pilot, es una lista de instrucciones que se
da al computador para que este realice una actividad
instruccional que se desea.
Para la creación, edición y la parte de ejercicios de un
programa en Pilot se debe recordar los pasos
fundamentales.
3.1.7 Pasos fundamentales para la Creación, Edición y
Ejecución de un programa en Piloto
Escribir el programa mediante un editor
Grabar el programa en un diskette
Ejecutar el programa y analizar los resultados
Realizar los cambias necesarios
3.1.8 Creación de imágenes o gráficos
Adicionalmente se ofrecen otras facilidades
creación de imágenes.
Editor de gráficos (GlE)
para la
22
Editor de Sprites (SE)
También se pueden utilizar gráficas elaboradas con otros
programas como Pascal, Basic, o cualquier paquete
graficador y capturarlos para utilizarlos en el Piloto
3.1.9 Trabajo en Pilot
Cuando se trabaja en Pilot se utilizan cinco programas
El sistema operativo 0.0.5.
El editor de lecciones
El editor de Sprites
El editor de gráficas
El interpretador de lecciones
3.1.10 Sistema Operativo (0.0.5.).
El 0.0.5. es el sistema operativo del computador siempre
que aparezca en la pantalla en símbolo PROMPT A>, B> o
C> significa que se está en el sistema operacional.
3.1.11 Editor de Lecciones EZ y EZ40
El Pilot incluye dos editores de texto no documento el EZ
y el EZ40. El editor EZ trabaja a 80 columna~ o es como
23
si se dividiera la pantalla en 80 columnas y en cada una
se colocara un caracter el cual puede ser una letra~ un
número o un signo ortográfico.
El editor EZ40 es similar al anterior que solo trabaja a
40 columnas.
3.1.12 Editor de Sprites (S.E.)
El editor de Sprites sirve para crear gráficos o imágenes
dentro de unos elementos rectangulares llamados Sprites~
a los cuales se les puede dar animación (movimiento)
dentro de una lección.
Estas imágenes se pueden también crear
editor gráfico como Storyboard~ HG~
en cualquier otro
Showrther etc. o
también se pueden lograr con un lenguaje de programación
como Basic y el Pascal o cualquier otro.
3.1.13 Editor de Gráficas (GIE)
El editor de gráficas GIE (Graphic Image Editor) es uno
de los editores que se usan para crear o modificar
gráficas para ser mostradas posteriormente en una lección
o ser llevadas a Sprites.
24
El programa G.I.E. es un programa escrito en Basic, por
lo tanto para utilizarlo es necesario contar con el Basic
y al utilizarlo se le debe dar la siguiente instrucción :
Basic GIE Y oprimir <Return> o Enter para hacer gráficos
se requiere que el computador se requiere que el
computador esté dotado con una tarjeta graficadora.
3.1.14 Interpretador de lecciones en Pilot (PI)
El interpretador de lecciones en Pilot PI (Pilot
Interpreter) permite presentar las lecciones escritas en
pilot en el computador.
SISTEMA OPERATIVO (DOS)
F10 GRABA
EZ NOMBRE.PIL
EDITOR DE LECCIONES (EZ)
ESCRIBE LECCIONES
F10
SE
EDITOR SPRITES ~
SE
BASICA GIE
PI NOMBRE
INTERPRETE DE LECCIONES
CORRE LECCIONES
EDITOR DE GRAFICOS GIE
FIGURA 1. ESTRUCTURA DEFUNCIONAMIENTO DEL PILOT.
3.2. MARCO DE REFERENCIA LEGAL
El proyecto consiste en la creación de un COURSEWARE
sobre "Los Circuitos Trifásicos"~ como se comportan~ las
leyes que los gobiernan y otras propiedades~ dirigido a
estudiantes de Ingeniería Eléctrica.
Es preciso se~alar que en este momento no se trata de
colocar al computador en lugar del profesor. Se trata de
poner a su disposición las potencialidades del computador
como una herramienta valiosa en el campo de la educación.
El computador no puede reemplazar al profesor~ pero el
dise~o y utilización del courseware puede convertirse en
una expresión clara del dinamismo que un buen educador
brinda a su clase.
Por tal razón~ el material instruccional constitutivo del
courseware no se debe limitar a la sola elaboración de un
programa o software educativo~ sea tutorial de simulación
de ejercicio y práctica~ de juegos didácticos o cualquier
otra modalidad de la instrucción asistida por computador.
El software debe acompa~arse de se respectiva
documentación y de otros materiales de apoyo tales como
una guia del alumno y un manual para el profesor~ donde
cad cual encuentre una orientación para la ejecución del
programa~
enseñanza
e:·:pl icaciones que complementen
aprendizaje planteado.
26
el proceso
De acuerdo a lo anterior~ la creación del cOLlrseware
propuesto consiste en la elaboración de un disco tutorial
en lenguaje Pilot~ el diseño y documentación del
software~
o tutor.
la guia del alumno y el manual para el profesor
3.3 MARCO DE REFERENCIA CONCEPTUAL
Antes de revisar el papel del computador dentro de un
ambiente de enseñanza aprendizaje (E-A) especifico~
cabe preguntarse ¿por qué resulta potencialmente útil el
computador como medio de enseñanza-aprendizaje?
¿Qué ventajas ofrece frente a otros medios? al igual que
un libro~
gráficas;
el computador permite presentar
adicionalmente se puede generar
te>:to y
con él
animación y efectos sonoros similares a los de una
televisiÓn o una grabadora; también el material
computarizado puede incluir una serie de ejercicios y
ejemplos variados como los que podria presentar el
profesor en el curso o los que provee un libro de
ejercicio. Entonces~ ¿por qué se justifica utilizar un
27
recurso comparativamente más costoso que los otros medios
de instrucción tradicionales? La respuesta está en la
interactividad e individualización que permite manejar el
cqmputador con él el estudiante puede interactuar
dialogalmente e ir a su propio ritmo~ obteniendo
respuesta inmediata con base en su participación en el
proceso, recibiendo refuerzo o apoyo apropiados a su
desempeño particular; además, en el material
computarizado la secuencia de instrucción puede estar
controlada por el
también se puede
diseñador o por el alumno mismo y
llevar un registro del trabajo del
estudiante que permite hacer ajustes al ambiente y tomar
medidas remediales para alumnos con problemas.
El diseño de un ambiente de E-A, está ligado a la manera
como se concibe el fenómeno del aprendizaje y a las
características de lo que se desea enseñar. El diseñador
puede crear ambientes de aprendizajes eminentemente
cerrados, en los que se estructura el material en
pequeños bloques y se define a priori las rutas posibles
para pasar de un punto inicial o conducta a un punto
final; o puede concebir ambientes predominantemente
abiertos en los que el alumno explora libremente, formula
hipótesis, las somete a prueba y las comprueba, o rehace,
llegando al conocimiento por un recernimiento repentino
28
mediante aprendizaje por descubrimiento. Estos eNtremos
corresponden respectivamente a las teorías conductistas
cognoscitivas del aprendizaje.
Otra forma de entender estos extremos entre los qLle se
pueden localizar los ambientes de aprendizaje apoyados
con computador son los enfoques que Thomas Dwyer llamó
enfoque algorítmico y Heurístico.
3.3.1. Enfoque Algorítmico de la informática educativa.
Los sistemas algoritmicos se caraterizan porque hay una
secuencia predefinida de actividades de instrucción~
dispuestas por el diseRador~ la cual guía al usuario en
el aprendizaje~ llevándolo de lo que actualmente sabe a
10 que
material
le interesa que aprenda bajo este enfoque el
de enseRanza hace una entrega completa de
información; se hace una transmisión del contenido en
pequeRos bloques estructurados que van llevando al alumno
g radLla 1 men te ~ de Lln pLInto inicial de conocimientos
previos hasta el punto final del dominio del objetivo del
aprendizaje.
El rol del usuario se centra en aprender 10 que el
sistema le entrega~ le da una transmisión vertical del
conocimiento.
29
Un algoritmo (educaciona 1 ) se define como un
procedimiento que producirá un resultado correcto
3.3.1.1 Estructura Lógica del Enfoque Algorítmico
% tJTRQJ)1J ce, o,.)
~ur11l6CIOtJ
~r---------~~--------------~
1> P.e ;>o",E ~-sEUIClOS
<S> I
~ _____ Ñ_O-<.~ >~6~/ ______ ~~
FIG. No.2 ESTRUCTURA
LOGICA DEL ENFOQUE EO /JIU B'lJ
ALGORITMICO.
,u,..~ rfoJ¡'Fo/UV.
rt.~b b.b '"40,1.) •
siempre que se aplique a cualquier problema de una 30
clase dada.
Es un conjunto ordenado y finito de una secuencia
operacional que
problema.
permite hallar la solución a un
Es la preescripción para llevar a cabo~ en una
secuencia definida~ un cierto sistema de operaciones
elementales para resolver todos los problemas de una
determinada clase.
3.3.2 Enfoque Heurístico de la Educación Educativa
En contraposición al enfoque algoritmico~ los defensores
de las teorías cognoscitivas abogan por un proceso de E-A
centrado en el individuo que aprende y
ambientes de aprendizaje más abiertos en
alumno tenga el control del proceso.
defienden
los que el
Desde la perspectiva cognoscitiva~ el aprendizaje se
produce por discernimiento repentino a partir de la
exploración o acción sobre el objete de aprendizaje;
aprendizaje por descubrimiento antes que por transmisión
de información.
31
El diseño de estos ambientes de aprendizaje debe basarse
en el hecho de que el aprendiz tiene una serie de
estructuras dadas por sus experiencias previas~ así como
por su desarrollo genético.
Es lo relacionado con el /
arte de descubrir~ de
inventar~ de hallar~ de explorar.
Las heurísticas constituyen en solo "una buena
apuesta" ~ que pensamos nos ofrece una probabilidad
razonable de solución o al menos de acercarnos a ella~
en este sentido~ a diferencia de los algoritmos~ NO
GARANTIZA EL EXITO.
, ,/
3.3.2.2. Estructura Lógica del Enfoque Heurístico
HE J./ Ro 1sT I cA., s
NO
SI
'PLA10TEA 61TOAC/oIV
r'-D8UAI!;TIU
N IC.KOlJlJ~j)O
~,.,b~AlIe.:bE e-A)
EXPLICÓ ,.. .. IVEjO .l>E
H~/(6u,e"'765 GA) t:. ~
t4lcROA/J/~.bo
HELl R'5TIC~S
FIG. No. 3 ESTRUCTURA LOGICA DEL ENFORQUE HEURISTICO
4. METODOLOGIA
4.1. PROCEDIMIENTO
Siguiendo los lineamientos y pautas para la producción de
CAl (Compute Assisted Instruction : Instrucción asistida
por computador), se empleó el método de diseño
sistemático de courseware que constó de cuatro fases :
FASE l. PREPARACION PSICOPEDAGOGICA. Se efectuó el
análisis tanto de los objetivos educativos como de los
contenidos específicos del tema propuesto "CircLli tos
Trifásicos" y la secuencia que se le seguiría de acuerdo
a consultas que se llevaron a cabo a educadores activos
de esta materia.
FASE 11. DISEÑO DE MATERIALES PRELIMINARES. Se realizó
el plan estructurado de la lección
submódulos del diseño de pantallas.
(tutorial) de los
La ambientación, el
color, sonido, la secuencia de pantallas. Además
elaboraron los criterios para la evaluación y revisión
34
del cor-sewar-e.
FASE 111. DESARROLLO/EVALUACION. Se elabor-ó el mater-ial
diseñado~ cr-eando los pr-ogr-amas cor-r-espondientes par-a
cada submódulo y pr-obando las for-mas óptimas de
integr-ación par-a logr-ar- una sola Llnidad "El cor-Llsewar-e
sobr-e cir-cuitos tr-ifásicos". Se pr-oduce así la pr-imer-a
ver-sión del cour-sewar-e educativo (disco~ docLlmentación y
mater-iales de apoyo).
FASE IV. REVISION/CORRECCION. Una vez concluidas estas
tr-es pr-imer-as fases se continuo con la r-evisión de este
m~ter-ial y se hizo 1 a cor"r-ección en cuanto al diseño de
pantallazos~ la secuencia de estos~ la concor-dancia entr-e
los gr-áficos y el texto por- pantallazos y
que pudir-a pr-oducir- desentonación en el
cour-sewar-e.
4.2 ANALISIS DE RESULTADOS Y EXPECTATIVAS DE
CONCLUSIONES.
todo aquello
tenor- del
El análisis se hizo con base en los r-esultados que ar-r-ojó
la evaluación de la fase 111 y la fase IV. Con dicho
examen se pr-etendió. de maner-a especial~ detectar- las
posibles dificultades con que podr-ia tr-opezar- el
35 Y también se hizo un estimativo del tiempo promedio que
gastaría un usuario en desarrollarlo.
5. RECURSOS
5.1. HUMANOS
Dos estudiantes de Ingenieria Eléctrica conocedores de la
materia y encargados de hacer la parte de "CircLlitos
Trifásicos"~ elaborar el
integración de submódulos~
diseño
revisión
de
y
pantallazos~
corrección de
software final~ integrantes del grupo que elaboró el
proyecto como trabajo final de grado para optar el titulo
de Ingenieros Electricistas.
Un diseñador de instrucciones que se encargó de elaborar
el programa.
Un graficador que elaboró los gráficos.
Un pedagoga que dió asesaria para lograr una mejor
metodologia.
5.2 MATERIALES
Microcomputador Tandy 1000 personal computer SX, 640 K de
memoria ram~ monitor a color y dos drives para diskettes
de 5 ~ pulgadas. Además~ discos del sistema (MS - DOS),
lenguajes de programación (Básica~ Pascal~ Pilot) y
utilidades (Story Board~ WordStar y otros)~ con sus
respectivos manuales. Finalmente~ discos y papeleria
para guardar e imprimir los programas, la documentación y
materiales correspondiente al courseware propuesto.
6. DISEÑO INSTRUCCIONAL
6.1. DESCRIPCION PRELIMINAR DEL DISEÑO DEL SOFTWARE
EDUCATIVO.
6.1.1. Análisis Instruccional
6.1.1.1. Meta Instruccional. Ofrecer a la comunidad
educativa un instrumento de ense~anza aprendizaje que
le brinde al profesor la oportunidad de ejercer un papel
de asesor y guia en el aprendizaje del alumno y que al
mismo tiempo le proporcione al estudiante la posibilidad
práctica de aSLlmir responsablemente su proceso de
aprendizaje.
6.1.1.2. Población de Usuarios. Fundamentalmente
estudiantes de 5° semestre de Ingeniería Eléctrica. Pero
también puede ser utilizado por alumnos de grados
superiores como materi~l de ayuda para repasar el tema.
39
6.1.2. Análisis del contenido de tema a tratar
6.1.2.1. Descripción y secuencia de conceptos. Para
conseguir una buena asimilación del concepto de los
circuitos trifásicos, se requiere que el estudiante posea
una comprensión clara de
a) Cálculo I , I I
b) Física I , I I , I I I
c) Algebra Lineal
d) Análisis Vectorial
e) Circuitos Eléctricos I .
De esta manera, tales conceptos servirán para consolidar
los conocimientos prevos que sobre ellos tengan los
alumnos y nivelar a los demás.
La figura muestra en forma esquemática los conceptos de
cil'·cui tos trifásicos y los conceptos subordinados, su
secuencia e interrelación.
DIAGRAMA DE FLUJO DE CIRCUITOS TRIFASICOS
PANTALLAZOS DE PRESENTACION
SE PIDE lDENTlFICACION DEL USUARIO
PARA LLEVAR REGISTRO
SI LO U81CA EN LA PARTE HASTA
>::!-----.lDONDE LO VIO LA ULTIMA VEZ
LE MUESTRA PANTALLAZOS DE
SI
LE ENSENA LA INTRODUCCION A
CIRCUITOS TRIFASICOS
NO
MENU DE AYUDAS M. MENU PRINCIPAL I . VER IN~UCCIONES DE MANEJO F. FORMULAS O . OPCION DEL SONIDO S SAL TOS DE PAGINA D. DEJAR AYUDAS C. DEJAR INTROOJCCICN A CIRCUITOS
MENU PRINCIPAL
I CARGAS BALANCEADAS
2. CARGAS DESBALANCEADAS 3. DEFINIC/ON DE CCNCEPTOS 4 SALIRSE
CONTINUA CON
EL PROGRAMA
LE PRESENTA FORMULAS CARGAS
EQUILIBRADAS
MENU CE FORMULAS I . CARGAS EQUILIBRADAS 2.CARGIlS IESEQUlL/9RADAS 3. MENU CE AYUDAS
MENU CaRGAS DEssaLIlNCEADAS
,. INTRODUCCION 2. CaRGAS EN TRIANGULO 3. CARGaS EN ESTRELLa
4 CONDUCTORES 4. CARGAS EN ESTRELLa
3 CONDUCTORES 5. POTENCIA TRIFASICA 6. EJERCICIOS PROPUESTOS 7. EVALUACION B MENU PRINCIPAL
MENU caRGAS BALANCEADAS ,. caRGAS CCIIIE"CTIlDAS EN E~LLa
2.CAI1GAS CONECTADAS EN TRIANGULO
3. saLIRSE
MENU PRINCIPAL 1. CARGAS BALANCEADAS 2.CARGAS DESBALANCEADAS 3. DEFINICION DE CONCEPTOS 4. SALIRSE
LO UBICA AL COMIENZO CE LA PAGINA DONDE IVA
MENU DE AYUDAS
M . MENU PRINCIPAL I . VER INSTRUCCIONES CE MANEJO O. OPCION DE SONIDO S. SALTOS DE PAGINA
>-----.....,,......,.,¡ C. IER INTRODUCCION A CIRCUITOS
SI
C.:lLCULO DE TENS/ON y CORRIENTE
SI
EN ESTRELLA
CONEXION DE C.:lRGAS EN ESTRELLA
EJERCICIOS PRCAJESTOS
F FORMULAS O DEJAR AYUDAS F" SUBMENU EN ESTRELLA F2-SALTO AL TEMA ANTERIOR F3 SALTO Al.. PROXIMO TEMA T TEMAS
CONEXION DE CARGAS EN ESTRELLA EVALUACION
CONEXION DE CARGAS EN TRIANGULO INTRODUCCION
MENU DE AYUDAS
M. MENU PRINCIPAL I . VER INSTRUCCIONES O. OPCION DE SONIDO S. SALTOS DE PAGINA
>-S_' ____ -r_-; C. INTRODUCCION A CIRCUITOS
SI
SI
SI
SI
SI
F. FORMULAS D DEJAR AYUDAS F" SUB- MENU EN DELTA ~.SALTO AL TEMA ANTERIOR F3 SALTO AL PR())(IMO TEMA T CONCEPTOS
CONEXION DE CARGAS EN TRIANGULO
EVALUACION
CARGAS DESBALANCEADAS
CARGAS DESEQUILIBRADAS IN TROOUCCION
CARGAS EN TRIANGULO
CARGAS DESEQUILIBRADAS
CARGAS EN ESTRELLA TRES CCJ/'O.:CiCFlES
MENU ESTRELLA I INTRODUCCION 2. TENSION y CORRIENTE 3. CALCULO DE TENSION y CORRIENTE 4 POTENCIA TRIFASICA ~ CALCULO DE POTENCIA 6 EJERCICIOS PROPUESTOS 7. EVALUACION 8 MENU CARGAS BALANCEADAS
MENU CARGAS EN TRIANGULO
I.INTRODUCCION 2. TENSION y CORRIENTE 3. CALCULO CE TENSION y CORRENrE 4. POTENCIA TRIFASICA ~ CALCULO DE POTENCIA 6. EJERCICIOS PROPUESTOS 7. EVALUACION
8. MENU CARGAS BALANCEADAS
CIRCUITOS TRIFASICOS CEFIN~ CE CCJ/'CEPTOS
,..-------j REGRESAR ADELANTAR MENU
SI
33 ...... ---,5:...1-(
MENU DE AYUDAS CARGAS OESBALANCEAOAS
M. MENU PRINCIPAL l. VER INSTRUCCIONES DE MANEJO O. OPCION O€ SONIDO S. SALTOS DE PAGINA C VER INTRODUCCION A CIRCUITOS F. FORMULAS D DEJAR AYUDAS F, SU8-MENU CARGAS DES8ALANCEADAS FZ SALTO AL TEMA ANTERIOR F3 SALTO AL PROXIMO TEMA
T CONCEPTOS
">---@
47
6.1.2.2. Meta Pedagógica. Capacitar- al estudiante en
los conceptos sobr-e cir-cuitos tr-ifásicos.
6.1.2.3. Objetivos Generales. Facilitar- una her-r-amienta
más de apoyo al educador- en el pr-oceso enseñanza
apr-endizaje.
Motivar- al estudiante par-a que empiece a incur-sionar-
en la infor-mática.
6.1.2.4. Objetivos Especificas. Capacitar- al estudiante
para que apr-enda a calcular-: voltajes~ cor-r-ientes y
potencias par-a cir-cuitos balanc~ados o desbalanceados en
car-gas tr-ifásicas conectadas en estr-ella (y) o triángulo
) .
6.1.3.1 Selección y uso del tipo de Software
Consider-adas las difer-entes posibilidades que ofrece la
aplicación de] computador en la educación y d~do que el
pr-opósito principal del pr-Oyf?ctO es la enseñanza del
concepto el E? e l. r- c:: u 1. t o ~:, tr-if¿,sicos, se E"2scogiÓ 1 ~ _ <='.
apl icación ir\stnJcc~(Jnal denominada tutor-ial~ por- cuan to
era la que mejor se ~Just~ba a dicho pr-opósito~ debido a
sus caracteristicas ~ acapta la 1nstrucC1ón al individuo,
48
permite introducir nuevos conceptos~ proporciona
refuerzo~ facilita la ense~anza de conceptos.
Es decir~ un disco tutorial es una lección interactiva
que facilita la representación de conceptos totalmente
nuevos o permite remediar y enriquecer
dados en clase~ al igual que sirve al
indicador del rendimiento del alumno.
los contenidos
profesor como
Por otra parte se definió que el uso de la aplicación
como herramienta didáctica deberá ser individual~ ya que
esta modalidad le permite al estudiante controlar" el
ritmo de presentación y del aprendizaje de la lección.
embargo~ no excluye la posibilidad de colaboración
entre los participantes. Por el contrario.
organizar de modo que los más avanzados
se les puede
o aventajados
ayuden al aprendizaje de sus compa~eros~ baJo la asesoría
del profesor o tutor.
6.1.3.2. Evaluación del Aprendizaje. De acuerdo con los
objetivos del paquete instruccional, los cuales están
enfoc¿~dos hacia la form2ción de conceptos, su an.álisis y
aplicación. criterios de evaluación
aprendizaje que correspondieron a esos obJetlvos.
criteri05~ por lo tanto~ centran la atención de la
del
Estos
evaluación en el r-econocimiento~ la compr-ensión y
49
la
aplicación de los cir-cuitos tr-ifásicos. Dicha evaluación
se r-ealiza por- medio de ejer-cicios al
r-espectiva lección~ par-a cada tema.
6.1.3.3. Documentación de Submódulos.
estr-uctur-ados el contenido del softwar-e a
final de la
Una vez
r-ealizar- se
pr-ocedió a definir-~ par-a cada submódulo~ los objetivos~
las funciones de entr-ada/salida y las otr-as
de oper-ación del pr-ogr-ama~ con el fin de
utilización independiente del lenguaje de
que fuer-a adoptado.
condiciones
faci 1 i tar- SLI
pr-ogr-amación
6.1.3.4. Diseño de Pantalla con su documentación. En
cada este caso de diseñar-on los pantallazos par-a
submódulo,
cLlenta los
par-a este
movimiento~
pantalla,
con su r-espectiva documentación. teniendo en
cr-iter-ios técnicos y pedagógicos establecidos
tipo de instr-ucción irnágenes~ color-~
distr-ibución del te:·: to, tamaño de la
manejo de la inter-acción. etc. Este tr-abajo
per-mite poner- en pr-áctica el diseño de maner-a inmediata
en las instr-ucciones del lenguaje de pr-ogr-amación que se
desee.
En el anexo 1 se pueden obser-var- algunos diseños d~
.' '.
50
pantalla tipicos~ elaborados para desarrollar cada uno de
los módulos del software propuesto.
6.1.3.5. Diseño de Pantalla. Hacer los diseños de
pantalla es tarea bastante compendiosa y de mLlcha
imaginación~ en la cual por cada pantallazo~ el diseñador
puede demorarse hasta un promedio de tres horas. Se
deben tener en cuenta varios factores en el momento de